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1、NaHCO3 (aq)CaCO3 (s)濃H2SO4 (aq)稀 HCl (aq)集集集玻玻 HCl(aq)0.0984.58L3L2L1IIIIII溫溫()壓壓(mmHg) 高三化學優質試題(070508)-瞄準指考 【化學計量、氣體、溶液】 1 學生曾正強利用下面的儀器裝置及化學藥品來製備乾燥純淨的二氧化碳氣體： 試回答下列各個問題： (a) 寫出錐瓶所發生反應的化學方程式， 並須平衡各個係數 (b) 若以稀硫酸替換稀鹽酸，實驗結果如何 ? (c) 裝置中所用 NaHCO3 (aq) 的目的是甚麼 ? (d) 裝置中所用濃 H2SO4 (aq) 的目的是甚麼 ? (e) 如何檢驗集氣瓶內
2、CO2 (g) 的是否盛滿 ? 【(a) CaCO3 (s) + 2HCl (aq)CO2 (g) + CaCl2 (aq) + H2O (l) (b) CaCO3 (s) 與稀 H2SO4 (aq) 反應進行片刻即告中斷。因生成難溶性的 CaSO4 (s) 附著於 CaCO3 (s) 表面，阻隔了 CaCO3 (s) 與稀 H2SO4(aq) 的接觸。 (c) 吸收來自錐瓶的 HCl (g)，並將其轉變成 CO2 (g)。 HCl (g/aq) + NaHCO3 (aq)CO2 (g) + NaCl (aq) + H2O (l) (d) 濃 H2SO4 (aq) 當作乾燥劑；可吸收水蒸氣而使
3、 CO2 (g) 乾燥純淨 (e) 可將點燃的蠟燭/火柴持近集氣瓶口(移開玻片)，若火焰立即熄滅， 表示已盛滿 CO2 (g)】 2 給予純水(H2O)的相圖(phase diagram)：(註：H2O 的正常沸點 100；正常凝固點 0) 試回答下列各個問題： (a) 在相圖中，區域 I、II 及 III 各代表 H2O 的哪一個 存在狀態(相) ? (b) 在相圖中，L1 及 L2 各代表 H2O 的哪一種性質之曲線 ? (c) 依據相圖所提供的訊息，判斷 H2O 的存在狀態(相)： 處於 100及 1.2 atm 情況下 處於 1.2及 1.0 atm 情況下 (d) 冰在何種情況下受熱
4、會昇華 ? (答案須引用相圖中的數據) (e) 室內溜冰場的溫度低於 0，且冰的摩擦係數大，為何溜冰表演者(穿著冰刀鞋)在冰上仍能夠做出十分優雅的動作，表演得那麼“滑溜” ? 【(a) I-液相、 II-固相、 III-氣相 (b) L1 代表 H2O (s) (冰)的飽和蒸氣壓曲線；L2 代表 H2O (l)(液態水)的飽和蒸氣壓曲線 (c) 液相、 液相 (d) 在低壓(小於 4.58mmHg)下，當冰受熱會昇華 (e) 雖然室溫低於 0，唯冰面與冰刀鞋之接觸面積小，使冰面承受到很大壓力， 導致冰在低溫(低於 0)即可熔化成液態水，藉此增加接觸面(冰/冰刀)的潤滑度】 3 實驗室放置一瓶配
5、好備用的濃磷酸(H3PO4)溶液：重量百分率濃度為 85%，溶液比重 1.70。 試回答下列各個問題： (原子量：P=31) (a) 這個溶液的濃度若以莫耳分率表示，則其數值是多少 ? (b) 這個溶液的濃度若以重量莫耳濃度表示，則其數值是多少 ? (c) 欲配製 0.40 mol/L 的稀磷酸溶液 250 毫升，需量取濃磷酸溶液多少毫升 ? (d) 上述各種濃度(莫耳分率、重量莫耳濃度及體積莫耳濃度)表示法中， 哪一種濃度的數值會隨溫度、壓力而改變 ? 並說明理由。 【(a) 0.51 (b) 57.8 m (c) 6.78 mL (d)體積莫耳濃度(mol/L)。其數值與溶液體積有關；而體
6、積會受到溫度、壓力的影響】 4 由 的選項中，選出與下列各個常見現象有直接關連性的學術專有名詞。 (以代號 、作答) 波以耳定律 滲透作用 凝固點下降 飽和蒸氣壓 膠體凝聚 逆滲透作用 吸附作用 道耳吞分壓定律 (a) 嚴冬路面積雪，在清除積雪時，常撒下一些食鹽。_ (b) 醃製泡菜時，將食鹽撒在蔬菜上，不久即可觀察到水會自蔬菜中滲出。_ (c) 家庭用的液化瓦斯筒，在使用期間壓力能夠維持穩定；直到將用盡時，筒內氣壓會 驟然明顯下降。_ (d) 工廠煙囪之廢氣處理方法，係將濃煙通過具有高壓電極的集塵器。_ (e) 天然水的淨化處理過程之一，係以活性碳來除臭脫色。_ 【(a) (b) (c) (
7、d) (e)】 5 嚴寒的冬天，人們處於室內因一氧化碳中毒事件時有所聞。 依據瓦斯(一氧化碳)中毒事件，試回答下列各項問題： (a) 在通風不良的室內，假設有 1.0 莫耳的丙烷燃燒不完全，結果產生了 2.0 莫耳的 二氧化碳、0.50 莫耳的碳黑(純碳)、若干量的一氧化碳及水。 試問所產生的一氧化碳(隱形殺手)為多少克 ? (b) 在(a)中，丙烷燃燒所消耗的氧氣是多少莫耳 ? (c) 已知人體血液中，血紅蛋白(Hb)和氧氣、一氧化碳兩種氣體發生反應，達成平衡 如下：Hb-O2 (aq) + CO (g)Hb-CO (aq) + O2 (g) Kc=200 (at 27) 假設在 27及 1
8、.0 atm 的空氣中，當血液中 Hb-COHb-O21.0 時，即中毒死亡。 為了避免意外發生，試問空氣中含一氧化碳的分壓不得超過多少 atm ? 【(a) 14 克 (b) 4.25 莫耳 (c) 1.0 x10-3 atm】 6 這是關於一些氣體的實驗室製法及收集方式的題目； (註：圖 I、II 及 III 代表實驗儀器裝置；而甲、乙及丙代表氣體的收集方式) 苯 的的的的的0170 20 蒸氣壓L1L3L2Xab(mmHg)(mmHg) 下面所列出的 7 項混合物(A)(G)；在適當的條件下進行反應，都能夠產生一種氣體： (A)氯酸鉀與二氧化錳 (B)濃鹽酸與二氧化錳 (C)銅與濃硝酸
9、(D)氯化銨與亞硝酸鈉 (E)氯化銨與熟石灰 (F)銅與濃硫酸 (G)鋅與稀硫酸 試回答下列各項問題： (a) 在(A)(G)各個混合物中，何者發生反應可產生有顏色的氣體 ? (b) 在(A)(G)各個混合物中，何者發生反應可產生酸性氣體(氣體之水溶液呈酸性) ? (c) 利用(A)(G)各個混合物製備氣體，常採用儀器裝置 I 進行實驗者為何者 ? (d) 利用(A)(G)各個混合物製備氣體，常採用儀器裝置 III 進行實驗者為何者 ? (e) 利用混合物(D)製備氣體時，試寫出發生反應的化學方程式，並須平衡各個係數 這反應所產生的氣體，應選用哪一種方式收集 ? (甲、乙或丙) (f) 利用混
10、合物(F)製備氣體時，試寫出發生反應的化學方程式，並須平衡各個係數 這反應所產生的氣體，應選用哪一種方式收集 ? (甲、乙或丙) 【(a) B 及 C (b) B、C 及 F (c) A、D 及 E (d) B 及 F (e) NH4Cl (s) + NaNO2 (s)NaCl (s) + N2 (g) + 2H2O (g)；以甲方式收集 (f) Cu (s) + 2H2SO4 (conc.)CuSO4 (aq) + SO2 (g) + 2H2O (l)；以乙方式收集】 7 已知 20純苯(C6H6)及純甲苯(C7H8)的飽和蒸氣壓依次為 70 及 20 mmHg。 假設由苯(C6H6)和甲苯
11、(C7H8)混合而成的溶液遵守拉午耳定律(Raoults law)。 且知這個溶液之蒸氣壓 vs 溶液濃度的關係圖形如下： 試回答下列各項問題： (a) 圖中哪一線段(L1、L2 或 L3)可以正確表示 出溶液蒸氣壓 vs 溶液濃度的關係 ? (b) 圖中 X 點(a，b)之座標位置為何 ? (a=?，b=?) (c) 20某濃度的溶液(含苯及甲苯)與其蒸氣 達平衡；若知蒸氣中含苯之莫耳分率是 0.70，則該溶液中含苯之莫耳分率是多少 ? 【(a) L1 (b) (0.22，15.4) 或 (2/9，15.6) (c) 0.40】 8 下面列出了四種常見燃料的化學式、分子量及其莫耳燃燒熱： 燃
12、料代號 燃料名稱及其化學式 分子量 莫耳燃燒熱(kJ/mol) 酒精(C2H5OH) 46 1367 煤焦(C) 12(式量) 396 甲烷(CH4) 16 896 氫氣(H2) 2 286 試比較這四種燃料的下列各項(a)(c)所指定性質的大小順序：(請使用燃料代號作答) (a) 每克燃料燃燒後，所獲得之能量由多至少之排列順序為何 ? (b) 每克燃料燃燒之耗氧量由多至少之排列順序為何 ? (c) 酒精、煤焦及甲烷燃燒皆產生 CO2；若三者燃燒所產生的 CO2 皆一樣多， 則所獲得之能量由多至少之排列順序為何 ? (d) 這四種燃料中，您認為哪一種是最理想的燃料 ? 並簡述您的理由。 【(a
13、) ； (b) ； (c) ； (d) 氫氣(H2)是最理想的燃料。 每克氫氣燃燒後，所獲得之能量最多(“熱值”最大) 氫氣燃燒產生水，不會對空氣/環境造成任何污染，是一種環保能源 工業方面，常用水來製備氫；其製法簡便，且製造成本也算低廉 】 9 室溫下將一端封閉的玻璃管注滿水銀後，倒立垂直插入水銀槽，如圖(一)所示。 若以滴管引入少許純水，經長時間放置後，在管內近頂端處，可達成水的液相-氣相 平衡，如圖(二)所示。 若以滴管引入少許 2.0 m(重量莫耳濃度)糖水，經長時間放置後，在管內近頂端處， 可達成糖水的液相-氣相平衡，如圖(三)所示。 試回答下列各個問題： (a) 純水在室溫時之飽和
14、蒸氣壓是多少 mmHg ? (b) 圖(三)所示的汞柱高度 h 是多少 mm ? (c) 您在列式計算 h 值，是依據甚麼定律或原理 ? 【(a) 31.8 mmHg (b) 729.3 mm (c)拉午耳定律(Raoults law)】 10 給予甲、乙兩個氣體試樣：(甲) 0及 1 atm 的氫氣 10 L (乙) 127及 5 atm 的氧氣 20 L 試求出甲、乙兩個氣體的下列各項性質大小比(甲：乙)： (a) 分子的平均運動速率比 【 273：5】 (b) 分子的總動能比 【1：10】 (c) 分子間的平均距離比 【3273：380】 11 學生曾正強利用一支截面積為 1.0 cm2
15、 的玻璃管(兩端管口未封)做了如下實驗： (假設在實驗進行中，管外大氣壓力始終為 75 cmHg) 步驟( i )：將玻璃管水平放置在桌面上，然後加入少量水銀 於管內，管內溫度 15。如圖(1)所示 步驟(ii)： 將某種揮發性的純液體 0.050 克加入管內左端， 並立即封閉左端管口，管內溫度為仍為 15， 蒸發達平衡後，尚有液體殘留。如圖(2)所示 步驟(iii)：當管內溫度緩慢地昇高至 32時，則殘留液體 恰好消失。如圖(3)所示 試回答下列各個問題： (a) 該液體在 15時的飽和蒸氣壓是多少 cmHg ? 【15 cmHg】 (b) 管內被封住的空氣在 32的分壓是多少 cmHg ? 【53 cmHg】 (c) 試求該種液體的分子量(g/mol) 【144】 760.0 mm真真Hg圖(一)水水 氣728.2 mm圖(二)水水 氣h 圖(三)20cm25cm30cm151532圖 (1)圖 (2)圖 (3)liquidHgHgHg
